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标题: 世界先进航空武器装备发展综述(组图) [打印本页]

作者: jack_cai_82 时间: 2007-5-9 23:22 标题: 世界先进航空武器装备发展综述(组图)

　目前，人类已进入信息化时代。随着世界航空武器装备的飞速发展，空中力量已经成为战争的主要突击力量，对战争进程和结局正在产生越来越重要的影响。在这种背景下，获取、处理和利用信息的能力已经成为空中作战成败的关键，夺取制信息权已经成为夺取制空权的前提条件。同时非传统作战手段的使用，使空中作战模式更加多样和复杂，全球、全天时、全天候作战已经成为空中作战新的时空观；全纵深、非接触、空天一体、信息火力一体作战已经成为空中作战新的交战方式。通过分析可以看出，空中作战内涵和模式的变革正在对航空武器装备的发展产生深远的影响。
　　2006年，世界航空武器装备在"适应信息化战争"的作战需求牵引下高速发展，新型战斗机研制不断取得突破，多国发展的第四代战斗机F-35实现首飞，俄罗斯正在加速发展第五代战斗机(相当于西方的第四代战斗机)；特种飞机的发展形成高潮，EA-18G电子战飞机、P-8A多任务海上飞机、欧洲 SOSTAR-X(远程监视和目标截获雷达)和波音737预警指挥机等项目达到重大节点，飞机的信息化改造和升级成为主流；美、俄等国出台了相关采办规划，加大对军用直升机的采购和升级力度；无人机发展日益升温，美国调整了无人作战飞机的发展计划，在终止J-UCAS项目后美国空海军分道扬镳发展各自的无人作战飞机，而欧洲多国正在积极发展"神经元"无人作战技术验证机。此外，机载武器与机载设备的发展也得到了广泛关注，美国正在积极发展多个激光武器项目，而有源相控阵雷达的多功能应用研究特别是电子攻击和通信功能的开发也在加紧进行。
　　(一)美俄新一代战斗机成为航空武器装备发展的焦点
　　2006年，美国第四代战斗机和俄罗斯"第五代"(相当于美国第四代)战斗机的研制发展动向十分引人注目。其中，美国正在发展的两种第四代战斗机正在进行多种试验。目前，洛克希德•马丁公司已经向美国空军交付了71架F-22A战斗机，已经形成作战能力的F-22A战斗机进行了多项机载武器发射试验，其中包括发射AIM-120先进中距空空导弹和在高空超声速条件下投放GPS制导的联合直接攻击弹药(JDAM)的试验，创造了F-22战斗机防区外高空高速投放JDAM的新记录，毫无疑问这将极大增强载机的生存力。此外，自F-22A进入服役之后，美国空军十分重视扩展该机在情报/监视/侦察(ISR)和指挥控制(C2)等方面的多种任务能力，以便使之在美军积极推动的网络中心战概念中拥有重要的地位和作用。与此同时，美空军还在进行将F-22A用于指挥和控制F-15的作战使用试验，并在探索利用其AN/APG-77雷达对敌机实施电子干扰的能力，以及该机利用超声速巡航的速度优势在拦截敌巡航导弹甚至弹道导弹方面的作战潜力。
　　在这一年，战术作战飞机方面最为引人注目的事件无疑是F-35联合攻击战斗机的首架系统发展演示(SDD)飞机亮相和年底的首飞成功。这一年对F-35具有重要意义，是其由研制发展向定型生产转变的过渡阶段。7月，美国洛克希德•马丁公司F-35的首架系统发展演示飞机正式亮相并被正式命名为"闪电"Ⅱ。12月15日，美国F-35A联合攻击战斗机首飞成功，这标志着美国有史以来最大的军机采办项目取得了重大阶段性进展。伴随着F-35A的首飞，F-35计划下一阶段国际合作安排也在落实之中，从而为F-35计划的进一步推进扫清了障碍。目前，已有荷兰、澳大利亚、英国、加拿大等国与美国签署了参与F-35生产、持续保障和后续研制(PSFD)阶段的谅解备忘录，而其余四国参与PSFD阶段的谈判也处于最后阶段。目前估计，F-35项目总费用将达2570亿美元(其中研制费为457亿美元)，包括出口在内的总产量可能高达5000～6000架。值得注意的是继日本和台湾地区之后韩国也已表示对购买F-35战斗机感兴趣。F -35向我周边重要国家或地区扩散，不仅将进一步加剧我军新一代战斗机装备发展的必要性和紧迫性，而且对我军防空导弹系统的技术发展、构成和部署以及战术组织等许多方面形成了严峻的挑战。
　　2006 年，从俄罗斯传出了很多关于俄第五代战斗机的报道。俄罗斯声称其"第五代"战斗机原型机最早可于2007年升空，这自然引起了外界的极大关注并推测其技术特点。俄罗斯当前对第五代战斗机的主要作战性能要求是多功能性(既可空战，也可打击地面目标)，以及要满足"4S"标准，即超级机动性(能完成低速和大迎角的可控飞行)、隐身性(光学、红外和雷达波段的低可探测性)、超声速巡航飞行和超视距空战能力。据信俄空军已为"第五代"战斗机及其发动机的研制拨出所需资金。这些消息表明，第五代战斗机已经成为俄罗斯重点发展项目，资金问题已经基本解决，计划正在顺利进行。俄罗斯的第五代战机将成为世界上性能最优异的战斗机之一，其发展值得我们重点关注。
(二)美国提出将加速发展未来远程攻击系统
　　在战略轰炸机方面，美国防部已提出加速发展未来远程攻击系统，反映了冷战后美国在缺乏海外基地的情况下实施全球打击的迫切需求。按目前的安排，未来远程攻击系统是一个三阶段研究项目。第一阶段是对目前的B-52H、B-1B和B-2进行现代化研究；第二阶段进行中期能力增强研究，主要是新一代远程打击系统，目标是在2018年获得初始作战能力；第三阶段主要开展远期研究，关注远程攻击系统的远期替代问题。
　　尽管美国国防部已提出加速发展未来远程攻击系统，但其现役3种战略轰炸机将要服役到2040年前后，因此2006年美国仍在对三种轰炸机B-52H、B -1B和B-2进行现代化改进，以便提高网络中心战能力，综合多种空对面精确制导武器。此外，俄罗斯也在对其现役图-22M3、图-95和图-160轰炸机进行改进，主要是加装新型远程或防区外精确制导常规武器以及相应改进火控和航空电子设备。
　　(三)美国终止J-UCAS项目，欧洲积极发展无人作战飞机
　　2006年，无人机系统仍是各国武器装备发展的一个热点，世界上大部分国家都在根据各自的需求，按照自己的方式研制或购买无人机装备。美国对无人作战飞机(UCAV)的发展非常重视，对无人作战飞机的研究不断深入，同时还根据现在与未来的新需求，改变发展思路，以适应军方新的要求。
　　2006年初，美国终止了J-UCAS联合项目，此后美国海军将着手研制它的舰载无人机，而空军将集中力量发展一种新的远程攻击能力。在J-UCAS项目下马前，美国波音公司和诺斯罗普•格鲁门公司作为竞争对手，分别按合同研制了X-45C和X-47B。J-UCAS项目只是美国的一项先期技术验证计划，它的终止只是美国目前的基于知识的渐进采办策略的一次调整，并不表示美国放弃对UCAV的研究，也并不排除J-UCAS联合项目再次启动的可能。
　　与此同时，欧洲多国则正在继续推进UCAV的联合研制工作，发展势头良好。2006年2月，瑞典、意大利、西班牙、希腊、瑞士、比利时和法国签署协议，联合开发"神经元"UCAV原型机，"神经元"项目已经于2006年5月提前完成了初步技术方案。9月6～7日，由法国主导、欧洲多个国家参与的"神经元 "技术验证项目在法国达索飞机公司进行了项目中期评审。达索飞机公司称评审结果令人满意。"神经元"技术验证机现已进入全面设计阶段，目前预计于2011 年首飞。"神经元"项目的正式启动充分体现了欧盟七国志在世界军事舞台上雄起的决心。"神经元"项目将开发出可作为网络化部队的一部分，执行空-地作战任务的低可探测性UCAV技术验证机，它可利用一个内部弹舱投射精确制导武器，项目面对的主要技术挑战包括外形设计、多电化、先进控制系统、与国家空域系统综合、自主性以及人的因素在任务环中的作用。
　　此外，俄罗斯正加大无人机的投资和研发力度，在高空长航时战略侦察无人机、无人作战飞机和先进旋翼无人机等技术领域努力追赶美国。据俄刊报道，俄罗斯国防部近期表示今后9年将斥巨资用于研发和采购高技术武器装备，而其中的重点之一将是无人机系统。目前，俄罗斯正在研制和已规划的军用无人机系统，包括概念探索型无人机、UCAV和无人旋翼机等项目。
　　(四)作战支援飞机发展受到重视
　　在作战支援飞机方面，预警指挥机、电子战飞机和情报/监视/侦察飞机的发展广受重视，任务功能大大扩展。2006年，多个新研项目达到重大节点，多个升级改进项目取得进展。新研项目中，以色列"彗星"信号情报飞机即将研制完成并首次投入实战试用；英国"哨兵"对地监视与侦察飞机开始了全系统试飞和全面的环境试验；美国EA-18G舰载电子战飞机、欧洲SOSTAR-X(远程监视和目标截获雷达)对地监视与侦察飞机和以色列"白尾海雕"预警指挥机开始试飞；日本P-X海上巡逻机首架原型机的制造即将完成；美国P-8A多任务海上飞机进入全面研制。其中，E-10A项目调整和EA-18G原型机首飞格外引人注目。E-10A计划取代E-3、E-8和RC-135现役特种飞机，用来执行对地监视与侦察、低空巡航导弹防御、空-空作战预警指挥和电子战管理等任务。美国国防部在"四年度防务评审"报告中决定终止该机的采购，但制造一架验证机，且关键技术研究将继续进行并得到试飞验证。EA-18G是美海军F/A -18F的电子战改型，计划从2009年开始取代EA-6B。EA-18G的首飞和项目的稳步前进，标志着美军在建立下一代空中电子战能力方面取得了重大进展。
　　在军用运输机方面，经过多年延迟之后，欧洲最重要的军事合作项目之一--A400M大型战术运输机也取得了进展，空客公司已经开始组装首架飞机，按目前的进度安排，A400M将于2008 年1月首飞，2009年开始交付用户。该机将是有史以来西方制造的最大的涡桨运输机。在教练/轻型攻击机方面，俄雅克-130高级教练机将进一步发展出轻型攻击机，而意大利在其基础上改型而成的M346高级教练机也处于不断发展之中。
(五)新概念飞行器探索研究将为未来航空武器装备的发展奠定基础
　　为保持军用航空技术的世界领先地位，并有效地执行未来复杂多变的军事任务，美国正在积极探索研究许多新概念飞行器，以便为未来航空武器装备的发展奠定基础。2006年，美国的三种新概念飞行器研究取得了较大进展。
　　1.美国X-48飞翼研究机进行风洞试验
　　2006年4～5月，美国NASA和波音公司对翼展6.4米的X-48翼身融合体(BWB)研究机进行了全面的风洞试验。X-48B外形类似无尾飞翼，采用这种布局的飞机具有较大的升力和较小的阻力，波音公司估计BWB飞机比常规布局飞机的燃油效率高约30%。BWB与常规飞机设计的巨大不同之处，是这种飞行器只能依靠机翼上的各种控制面来提供稳定性和控制。X-48B风洞试验的目的是观察如何最佳使用这些控制面来操纵飞机，其风洞试验和将要进行的试飞验证的重点都将放在了解BWB布局的低速飞行控制特性上。按目前的计划，根据风洞试验结果进行修改并进行地面试验之后，X-48B预计于2007年进行飞行试验，计划有两架X-48B用于验证BWB飞机在起飞、进场和着陆时与常规军事运输机一样可控和安全。
　　2、美国变体飞机结构项目开始验证试飞
　　2006年年初，美国国防高级研究计划局的变体飞机结构(MAS)项目成功进行了风洞试验。MAS项目旨在开发新一代无人机通过使用变形部件而获得多种任务能力的相关技术，即作为监视平台使用时具有长的巡逻时间(机翼处于大展弦比状态)，而作为攻击机使用时具有高的冲刺速度(机翼处于小展弦比状态)。在风洞试验中，使用了两种变形机翼--洛克希德•马丁公司和下一代航空学公司开发的变形机翼。MAS项目拟达到机翼表面积改变50%的设计指标，而洛•马和下一代航空学公司的设计均满足了此要求。风洞试验模拟了不同高度和亚声速情况下的使用环境，两种设计在达到M0.9气动载荷情况下仍保持稳定，证实了这两种变形机翼设计能在不牺牲气动特性情况下按需要改变形状。未来工作的挑战是，当两种机翼安装到机身和尾部后如何在真实飞行环境中保持其稳定性。
　　2006年8月，下一代航空学公司首次成功地进行了机翼在飞行中改变外形的低速演示验证试飞，所使用的平台MFX-1在185～220千米/小时的速度下成功地将翼展改变了30%、机翼面积改变了40%、后掠角从15°改变到35°。但是，洛•马公司因其2架验证机起飞即坠毁，而暂时放弃了变形机翼缩比验证机演示飞行计划。按DARPA的说法，坠机事故是因机载自主式飞行控制软件出了问题。
　　下一代航空学公司和洛•马公司都已获得DARPA MAS项目的下一阶段合同，将制造并试飞更大型的变形机翼无人验证机，该阶段将通过快速变形演示验证较为剧烈的机动动作。下一代航空学公司90千克重的MFX-2验证机预计于2007年1月开始试飞。
　　3、美国开展斜置飞翼(OFW)布局研究
　　2006年年初，美国DARPA授予诺斯罗普•格鲁曼公司价值1030万美元的合同，开展一种无尾的"斜置飞翼"(OFW)布局的技术演示验证工作，并预定2011年实现首飞。采用这种布局的飞机在超声速飞行时，机翼通过围绕机体中央的单点枢轴转动形成不对称布局，即一侧机翼前掠而另一侧机翼后掠，并且斜掠角随速度的提高而增大，从而使全机仍保持高的升阻比。该设计的目标是满足执行实际任务所需的快速部署、大航程和长航时性能要求，故可能成为美空军未来远程攻击系统的候选布局方案。
　　(六)无人旋翼机成为旋翼机发展热点，各国加大直升机采购力度
　　2006年，军用直升机领域一个大的看点是美国大力加强了无人旋翼机的研究和验证力度，其中包括波音公司的"无人小鸟"技术验证机和A160"蜂鸟"无人直升机、贝尔公司的TR918 "鹰眼"倾转旋翼无人机和诺斯罗普•格鲁门公司的RQ-8A "火力侦察兵"无人直升机，而且美国还进一步验证了AH-64D"长弓阿帕奇"武装直升机控制无人直升机的能力，并成功指挥无人直升机发射了AGM- 114"海尔法"空地导弹。美国加强对无人旋翼机的研制和验证力度，并进行有人直升机和无人直升机联合作战演练，将对世界无人直升机的研制和战术应用研究产生巨大的推动作用，各国必将加强对无人旋翼机的研制和探索力度，各种新构型的无人旋翼机会不断涌现。
　　在新型直升机的发展方面，UH-1Y和AH-1Z直升机已经完成了研制试验，转入使用评估试验阶段；贝尔公司为美陆军研制的新型武装侦察直升机ARH- 70A成功实现首飞；俄罗斯米-28武装直升机的发展达到新的里程碑，完成了第一阶段国家试验，为提高作战能力，特别是生存性、作战性和适用性，米- 28N还将进行全天候的结构试验。
　　 2006年在直升机领域的另一个看点是各国正加大军用直升机采购力度，军用旋翼机市场已基本走出了前几年的低迷状态。美国、俄罗斯、日本、印度、韩国、澳大利亚等国都出台了相关采办规划，加大对军用直升机的采购和升级力度。从各国采取的策略来看，人们对直升机在反恐作战、信息化作战和低空攻击的重要作用有了更深的认识。
　　(七)机载武器发展取得多项突破
　　在机载武器领域，2006年也取得了较大进展，特别是在传统机载武器领域。在空空导弹方面，欧洲的"流星"(Meteor)中距空空导弹取得了重大突破，共进行了3次飞行发射试验；美国雷声公司新研制的称之为网络中心机载防御单元(Ncade)的先进中距空空导弹也得到了发展，该弹可利用主动电子扫描阵列雷达精确探测和跟踪小型目标的能力，攻击处于助推段的巡航导弹。在空地导弹方面，美国的增程型联合防区外空地导弹(JASSM-ER)技术进展顺利， 2006年共成功进行了2次飞行试验；美国继续投资曾一度取消的联合通用导弹(JCM)项目，该弹的最大技术特点是采用半主动激光、红外成像以及毫米波雷达3模制导方式；此外美国的"增敏斯拉姆"(SLAM-ER)空地导弹也成功进行了2次发射试验，主要验证了采用数据链技术后对移动目标的攻击能力。在航空炸弹方面，美国的小直径炸弹(SDB)开始服役，该弹的主要技术特点除了制导精度高以外，还采用了战斗部威力可控技术，从而能减少在城区使用时的附带损伤。
　　在新概念机载武器领域，2006年度研究活动也非常活跃。美国、俄罗斯、德国、法国和以色列等国均在从事机载激光武器技术的研究工作，其中美国处在技术的最前沿。目前美国正在进行的机载激光武器技术演示验证项目主要有4个，分别是用于反弹道导弹的机载激光器(ABL)和战斗机等小型飞机使用的战术激光武器(ATL)、高能液体激光器区域防御系统(HELLADS)以及联合高能固体激光器(JHPSSL)。美国积极发展机载激光武器必将对全球未来的军事装备、防御手段与方式产生重大影响，从而在世界范围内掀起激光武器对抗研究的热潮。
　　高超声速导弹技术也是2006年发展的热点，涉及的国家主要有美国、俄罗斯、英国、法国、德国、日本和印度等。由于高超声速导弹最为关键的动力技术还没有达到应用程度，各国目前的研制计划的研究重点都在其动力技术领域，而且进展最快的美国也只处于动力系统的技术演示验证阶段，其它国家如俄罗斯和英国等与美国相比有一定差距。
　　此外，美国近期提出了一种未来机载导弹的新概念，即所谓的双任务空中优势导弹(DRADM)，这种导弹摆脱了传统的单一空对空和空对地攻击方式，既可摧毁空中目标，也可攻击地面目标。目前美国空军研究实验室(AFRL)已分别与波音公司、洛克希德•马丁公司和雷声公司签订了合同，3个承包商将同时对这种导弹进行为期5个月的概念研究。
　　(八)有源相控阵雷达功能多样化，正在开发电子攻击和通信功能
　　有源相控阵(AESA)雷达作为一种新体制雷达已受到各国的普遍重视，美国在这项技术研究方面一直走在世界前列，现在又开始了有源相控阵雷达的多功能应用研究，其中包括电子攻击和通信功能的开发。
　　1.电子攻击功能的开发
　　2006年，美国已经开始对雷达的武器作用进行试验，美国海军的Block 2 型F/A-18E/F已经成为首个采用机载有源相控阵雷达用于电子攻击的飞机。有源相控阵雷达能开发出电子攻击能力主要是原因一部AESA雷达包含有若干以栅格形排列的工作在X-波段的收发(T/R)模块，如果这些模块组成的AESA天线集中能量照射一个目标，可以形成高能脉冲直接损毁敌方的飞机或导弹的制导系统以及电子设备，使之丧失工作能力，这时的AESA就成为一种定向能武器。美国空军官员称AESA雷达与高功率微波武器(用于防御地对空导弹)的作用非常相似。战斗机雷达的峰值功率可能无法与专用的定向能武器相提并论，但AESA雷达电子攻击是通过对准敌方电子系统的某些特定频率进行攻击，可被攻击的电子系统包括导弹寻地头、敌方的雷达，甚至计算机系统。
　　2.通信功能的开发
　　F/A-22装备的AESA雷达不仅具有探测和电子攻击等功能，而且还将具有通信的功能。最近研究表明，新型有源相控阵雷达经过改进，能以很高的数据率发送和接收大量信息。若通过目前的数据链系统传递这些数据可能需要太长的时间。目前美国正在对F/A-22的APG-77有源相控阵雷达的高数据率和宽频带通信能力进行验证。雷达不需要进行任何硬件改装，只需通过软件来控制波形等参数的改变。
　　在实际演示中，工作人员用3.5秒的时间以274兆比特/秒的速率传送了一幅合成孔径雷达(SAR)图像。如果利用目前的Link16数据链传递上述数据将需要48分钟。研究结果表明， F/A-22的雷达可以得到584兆比特/秒的发射速率和1吉比特/秒的接收速率。有源相控阵雷达的通信功能具有很好的应用前景，当军用飞机如侦察机上的 AESA具有通信功能以后，其他作战飞机将能在很短的时间内共享由侦察机各类传感器所采集的战场数据，从而可以大幅度提高作战效能。(作者：中国航空工业发展研究中心技术所李广义)(责编洪山)

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